DE2901858A1

DE2901858A1 - Verfahren zur magnetisierung eines magnetischen materiales von vielflaechiger form zur herstellung eines permanentmagneten, vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und mit dem verfahren hergestellter permanentmagnet

Info

Publication number: DE2901858A1
Application number: DE19792901858
Authority: DE
Inventors: Kunimatsu Dr Takeuchi
Original assignee: TAKEUCHI KUNIMATSU DR PHYS
Current assignee: TAKEUCHI KUNIMATSU DR PHYS
Priority date: 1978-02-13
Filing date: 1979-01-16
Publication date: 1979-08-16
Also published as: IT7947963A0; SE7901196L; PT69209A; IT1114537B; GB2014366A; ES477570A1; BR7900862A; FR2417169A1; JPS54108298A; NL7901132A; FR2417169B3

Description

Kunimatsu TAKEUCHI, Dr. der Physik

6,60 Banchi, Kimori, Seita - Cho, Gamagori-Shi, Aichi Prefecture, Japan

Verfahren zur Magnetisierung eines magnetischen Materiales von vielflächiger Form zur Herstellung eines Permanentmagneten, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und mit dem Verfahren hergestellter Permanentmagnet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Magnetisierung oder Polarisierung eines Permanentmagneten, auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und auf einen Permanentmagneten.

Es ist bekannt, dass sich gleichartige Magnetpole, z.B. Nord-Pole eines Magneten voneinander abstossen, während verschiedenartige

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Magnetpole wie ζ. B. Südpole und Nordpole sich gegenseitig anziehen. Weiterhin ist es bekannt, dass die Unterteilung eines polarisierten magnetischen Materiales oder eines Permanentmagneten in eine Anzahl von Teilen eine Anzahl von verkleinerten Permanentmagneten ergibt, ohne dass der Magnetismus verloreru-geht. Wenn von den hier beschriebenen magnetischen Eigenschaften Gebrauch gemacht wird, ist es möglich, eine Relativbewegung zwischen abgetrennten Permanentmagneten zu bewirken. Es ist jedoch bisher unmöglich, solch eine Relativbewegung für eine gewünschte Zeitdauer fortzusetzen, weil ein unter abstossender Kraft, die von einem anderen Magneten ausgeübt wird, in Bewegung gesetzter Permanentmagnet seine Bewegung unter der anziehenden Kraft der entgegengesetzten magnetischen Polarität des letztgenannten Magnetes beendet. Um einen Permanentmagneten in breiten und vielfältigen Anwendungsgebieten gebrauchen zu können,ist es notwendig,Permanentmagneten herzustellen, die auf einem von dem bisher bekannten Prinzip verschiedenen Prinzip basieren.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur Magnetisierung eines magnetischen Materials vorzusehen, um einen verbesserten und einen Epoche machenden Permanentmagneten herzustellen, ferner eine Vorrichtung zur Magnetisierung eines Magnetkörpers in einer bisher unbekannten Art zu schaffen und schliesslich einen Permanentmagneten einer neuartigen und verbesserten Struktur zu bilden.

Entsprechend der Erfindung wird ein Verfahren zur Magnetisierung eines Magnetmateriales von vielflächiger Form vorgesehen, wobei

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ein vielflächiger Permanentmagnet hergestellt wird, inxdem die magnetischen Kraftlinien veranlasst werden, durch das magnetische Material in Richtung auf eine Fläche des vielflächigen Körpers durchzulaufen, welche als Südpol dient, gleichzeitig von den anderen Flächen aus, welche als Nordpole bestimmt sind. Alternativ hierzu können die magnetischen Kraftlinien durch das magnetische Material einer Fläche hindurchlaufen, welche als Nordpol dient, gleichzeitig von den anderen Flächen aus, welche dann dazu bestimmt sind, als Südpole zu dienen.

Entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Magnetisierung eines vielflächigen magnetischen Materiales vorgesehen, um einen Permanentmagneten zu erzeugen, welche einen Hohlraum umfasst, dessen Form der Form des magnetischen Materiales entspricht und der angepasst ist, um dieses darin aufzunehmen, welche ferner eine vorher bestimmte Anzahl von Wänden zur Umschliessung des geschlossenen Hohlkörpers umfasst und welche Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes aufweist, das sich zu einer der Wände hin erstreckt, welche als Nordpol oder Südpol dient, gleichzeitig von den anderen Wänden aus, die als Süd- bzw. Nordpole dienen.

Schliesslich wird entsprechend einem, weiteren Aspekt der Erfindung, welcher durch die anschliessende Beschreibung noch klärer wird, ein Permanentmagnet von vielflächiger Form vorgeschlagen, dessen eine Fläche der vielflächigen Form als ein Nord- oder ein Südpol polarisiert ist, während die anderen Flächen des vielflächigen Körpers als Süd- bzw. Nordpole polarisiert sind.

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Weitere und andere Aufgaben, neue Merkmale und Vorteile der Erfindung werden klarer durch die detallierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele, welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausgeführt worden ist. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 schematische Ansichten zur Darstellung der

Magnetisierung oder Polarisierung eines magnetischen Materials entsprechend der Lehre der Erfindung,

Fig. 3 eine perspektivische Frontansicht eines Permanent

magneten entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 4 eine perspektivische Rückansicht des gleichen

Permanentmagneten und

Fig. 5 eine schematische Explosionszeichnung zur Dar

stellung der Struktur einer Magnetisierungsvorrichtung entsprechend der Erfindung.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit Ausführungsbeispielen derselben beschrieben, die lediglich beispielsweise in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.

Die Fig. 1 zeigt ganz allgemein einen vielflächigen (polyetrischen) Körper 1, der aus einem vorhandenen magnetischen Material hergestellt ist und dem eine gewünschte geometrische Form gegeben worden ist. Im Falle dieses Ausführungsbeispieles ist die Magnetisierung der-

art ausgeführt worden, dass eine Oberfläche .2 des vielflächigen Körpers 1 einen Südpol bildet, während die anderen Oberflächen 3 Nordpole bilden, wodurch ein vielflächiger Permanentmagnet 4 erzielt wird.

Alternativ kann die Magnetisierung in umgekehrter Art derart ausgeführt werden, dass die einzelne Fläche 2 einen Nordpol bildet, während die anderen verbleibenden Flächen Südpole bilden, wobei ein vielflächiger Permanentmagnet 4 erhalten wird, obwohl eine Darstellung desselben nicht gezeigt ist.

Wenn es gewünscht wird, einen ringförmigen Permanentmagneten zu bilden, muss eine erforderliche Anzahl von sektorartigen, sechsflächigen ( hexaedrischen) Permanentmagneten 4 vorbereitet werden, von denen einer in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, wobei eine einzelne Fläche 2 a magnetisiert ist, um als Südpol zu dienen, oder alternativ als Nordpol, während die anderen fünf Flächen 5, 5a, 5b, 5c und 5d Nordpole bilden bzw. alternativ Südpole. Solche sektorartigen individuellen Permanentmagneten 4 können in einer ringförmigen Anordnung rund um einen zylindrischen Schaft od. dgl. angeordnet werden, wobei eine im wesentlichen ringförmige Permanentmagnet-Anordnung gebildet wird.

Obwohl ein Permanentmagnet entsprechend der Erfindung durch Verkettung oder Verbindung einer Vielzahl von Permanentmagneten miteinander ausgeführt werden kann, von denen jeder so magnetisiert ist, d.ass eine Fläche einen Nord- oder Südpol bildet, während die anderen Flächen die entgegengesetzten Pole bilden, das bedeutet Süd- bzw. Nord- Pole, erlaubt das Magnetisierungsverfahren ent-

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sprechend der nachfolgend beschriebenen Erfindung, ein aus einem Stück bestehendes, geformtes magnetisch unbehandeltes Material aus einer vielflächigen Konfiguration unkompliziert derart zu magnetisieren, dass eine Fläche einen magnetischen Pol bildet wobei die anderen Flächen alle die anderen, identischen magnetischen Pole bilden. Im einzelnen wird ein vielflächiger Körper 1, der aus einem geeigneten magnetischen Material wie Alnico, Ferrit, od. dgl. gebildet ist und der eine einzelne Fläche 2 hat, die als ein Südpol dient^und andere Flächen3, die als Nordpole dienen, in ein magnetisches Feld gebracht, wobei der vielflächige Körper einer Magnetisation mit magnetischen Kraftlinien ausgesetzt ist, die durch den Körper 1 in Richtung von den Nordpolen zu den Südpolen verlaufen.

Weiterhin wird die Erfindung in Verbindung mit dem Gebrauch von Ferrit beschrieben, welchesderzeit· eins der meistgebrauchten magnetischen Materialien ist. Es ist in Fachkreisen bekannt, dass Ferritmagneten in zwei Arten klassifiziert werden können, d. h. anisotrope Ferrite und isotrope Ferrite. Für beide Typen von Ferrit-Magneten ist es bekannt, dass das Ausgangsmaterial einem Mischprozess, einer Kalzinierung, einer Pulverisierung und einem Trockenprozess und dgl. ausgesetzt wird. Im Falle von anisotropischem Ferritmaterial wird das Zwischenprodukt, das vom vorhergenannten Verfahren erhalten wird, dann gewöhnlich einem Trockenformprozess in einem magnetischen Feld, einer Warmbehandlung, einer Finishbehandlung und einer Magnetisierungsbehandlung unterworfen. Andererseits wird im Falle des isotropischen Ferritmaterials das Zwischenprodukt gewöhnlich Prozessen unter-

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worfen,wie Trocknung, Granulierung, Pressformen, Warmbehandlung, Finishbehandlung und Magnetisierungsbehandlung, in dieser Reihenfolge.

Bei Durchführung des Verfahrens entsprechend der Erfindung wird das anisotropische Ferritmaterial im Hinblick auf die Grosse der nutzbar zu machenden magnetischen Kraft bevorzugt.

Im Falle, dass Ferrit und andere seltene Erden als magnetische Materialien verwendet werden, ist es erforderlich, die zwischen granuläre Orientierung auszurichten, so dass die Polarisation in einer bestimmten Richtung erhalten wird.

Zur Magnetisierung wird ein unbehandeltes magnetisches Material in eine magnetische Vorrichtung eingebracht, welche einen Hohlraum aufweist, dessen Form komplimentär zu derjenigen des magnetischen Materiales ist, das zu magnetisieren ist, und wird einem magnetischen Fluss in der Grössenordnung von 100.000 Oersted ausgesetzt, so dass die magnetischen Kraftlinien von der Fläche 2, die als Nordpol zu polarisieren ist, zu den anderen fünf Flächen 3 verläuft, welche als Südpole zu polarisieren sind.

Entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine magnetische Vorrichtung vorgesehen, die in Fig. 5 dargestellt ist. Diese Vorrichtung hat einen Hohlraum^in welchem ein unbehandeltes magnetisches Material 7 einer gewünschten vielflächigen Form eng aufgenommen werden kann. Eine einzige Seitenwand Wl ist bestimmt, um als Nordpol zu dienen, oder alternativ als Südpol, wohingegen die anderen Seitenwände W2 als Südpoleoder alternativ

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als Nordpole dienen. Dadurch wird ein magnetisches Feld erzeugt, das sich von den anderen Seitenwänden W2 zu der einzigen Seitenwand Wl zur Magnetisierung oder Polarisierung des magnetischen Materiales 7 erstreckt. Um eine zum Verständnis besser geeignete Darstellung zu schaffen, wird angenommen, dass das unbehandelte magnetische Material 7 in Form eines sechseckigen Sektors ausgebildet ist, wobei die magnetische Kammer oder der magnetische Hohlraum mit einer entsprechenden geometrischen Forna ausgebildet ist. Weiterhin sind im Hinblick auf ein besseres Verständnis der Erfindung die Seitenwände Wl, W2 der magnetischen Vorrichtung leicht in einem Abstand voneinander dargestellt. Es muss angemerkt werden, dass die Seitenwände Wl, W2 in Wirklichkeit miteinander verkettet sind, um die geschlossene Magnetisierungskammer oder den Magnetisierungshohlraum, zu bilden, in welchem das unbehandelte magnetische Material 7 aufgenommen ist.

In Fig. 5 ist ein Polkern 8 dargestellt, der die linke Seitenwand W2 bildet, wie es aus der Fig. 5 ersichtlich ist, und der mit einer Spule 9 als Nordpol umwickelt ist. Die Spule 9 ist mit einer positiven Anschlussklemme 10 und einer negativen Anschlussklemme 11 versehen. In gleicher Weise ist die rechte Seitenwand W2 als Polkern 9 ausgebildet und mit einer Spule 13 umwickelt und dient als Nordpol. Die Spule 13 ist ferner mit einer positiven Anschlussklemme 14 und einer negativen Anschlussklemme 15 versehen. Eine obere Wand W2 ist mit einem Hohlkern 16 versehen, der mit einer Spule 17 umwickelt ist, welche eine positive Anschlussklemme 18 und eine negative Anschlussklemme 19 aufweist. Die obere Wand 15 dient als Nordpol für die Magnetisierung. Eine untere Wand W2 der Vorrichtung ist durch einen Polkern 2o

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gebildet, der eine Spule 21 umfasst, welche mit positiven und negativen Anschlussklemmen 22 bzw. 23 verbunden ist. Die untere Wand W2 dient auch als Nordpol zur Magnetisierung. In gänzlich gleicher Weise ist die Vorderwand W2 der Magnetisierungsvorrichtung durch einen Polkern 24 gebildet, der mit einer Spule 25 umwickelt ist, welche positive und negative Anschlussklemmen 26 bzw. 27 aufweist. Die vordere Wand W2 ist ebenfalls bestimmt, als Nordpol für die Magnetisierung zu dienen. Schliesslich ist die Rückwand Wl durch einen Polkern 28 gebildet, der mit einer Spule 29 umwickelt ist, welche positive und negative Anschlussklemmen 30 und 31 aufweist und welche bestimmt ist, als Südpol für die Magnetisierung zu dienen.

Mit der Magnetisierungsvorrichtung der oben beschriebenen Art kann das magnetische Material 7, das vollkommen und geschlossen umfasst von den verschiedenen Wänden Wl, W2 ist, derart polarisiert werden, dass die Rückwand Wl des Materials 7 einen einzigen Südpol bildet, wohingegen alle anderen Wände Nordpole bilden aufgrund der Magnetisierung in Richtung von der Nordpol-Wand axif die Südpol-Wände zu.

Alternativ können die fünf Seitenwände als Südpole wirken, wobei die einzige Seitenwand als Nordpol dient, wobei ein sechseckiger Permanentmagnet erzeugt wird, der eine Oberfläche hat, die als Nordpol dient, und dessen andere verbleibende Oberflächen als Südpole dienen, obwohl eine solche Anordnung in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.

Es ist selbstverständlich, dass die Richtung des Magnetisierungsflusses in Abhängigkeit von der Richtung ausgewählt werden muss,

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in welcher das magnetische Material polarisiert werden soll.

Wie es aus der vorangegangenen Beschreibung verstanden werden kann, sieht die vorliegende Erfindung sowohl ein neues Verfahren zur Herstellung eines Permanentmagneten als auch einen Epoche machenden Permanentmagneten vor und leistet einen grossen Beitrag auf dem relevanten technischen Gebiet. Z. B. kann der Permanentmagnet gemäss der Erfindung in verschiedenen Rotationsmaschinen mit grossem Vorteil eingesetzt werden und kann verschiedene andere Anwendungen finden.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, muss darauf hingewiesen werden, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass viele Modifikationen und Variationen als auch ein Austausch äquivalenter Mittel deniFachmann leicht möglich ist, ohne dass vom Geist und Umfang der Erfindung abgegangen werden muss.

Zusammengefasst bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen vielflächigen Permanentmagneten, dessen eine Fläche als Nordoder Südpol polarisiert ist und dessen andere Flächen als Südbzw. Nordpole polarisiert sind. Es werden ein Verfahren zur Magnetisierung eines magnetischen Materials in dieser Weise und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens beschrieben.

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Claims

Patentansprüche

y Verfahren zur Magnetisierung eines magnetischen Materials von vielflächiger Form zur Erzeugung eines Pergamentmagneten, dadurch gekennzeichnet, dass magnetische Kraftlinien (6) erzeugt werden, um durch das magnetische Material in Richtung auf eine Fläche (2; 2a) des vielilächigen Körpers ("1; 7) durchzulaufen, welche als Südpol dient, gleichzeitg von den anderen Flächen (3/5, 5a, 5b, 5c,5d) ί-is, die zu Nordpolen bestimmt sind, oder alternativ in Richtung auf eine Fläche des vielflächigen Körpers (I^ 4; 7), welche als Nordpol dient,gleichzeitig von den anderen Flächen aus, die als Südpole bestimmt sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Material von sechsflächiger Form ist und die magnetischen Kraftlinien erzeugt werden, um durch das sechsflächige magnetische Material in Richtung auf eine Fläche (2; 2a) des

sechsflächigen Körpers (1;4) durchzulaufen, welche als ein Nordoder ein Südpol dient, gleichzeitig von den anderen fünf Flächen(3; 5 , 5a, 5b, 5c, 5d) aus, welche zu Süd- bzw. Nordpolen bestimmt sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Kraftlinien erzeugt werden, um durch den sechsflächigen Körper (1; 4) gleichzeitig von fünf Flächen (3; 5, 5a, 5b, 5c, 5d) aus hindurchzulaufen, welche als Nordpole dienen, zur einzelnen Fläche (2; 2a), welche als Südpol bestimmt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Kraftlinien erzeugt werden, um durch den sechsflächigen Körper (1;4) aus magnetischemMaterial gleichzeitig von fünf Flächen (3; 5, 5a, 5b, 5c, 5d) aus hindurchzulaufen , welche als Südpole dienen, zu der anderen· einzelnen Fläche (2;2a)_/die zum Norpol bestimmt ist.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Magnetisierung eines vielflächigen magnetischen Materials zur Erzeugung eines Permanentmagneten, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlraum vorhanden ist, dessen Form der Form des Magnetmateriales entspricht und der dazu bestimmt ist, in sich das magnetische Material aufzunehmen, dass eine vorher bestimmte Anzahl von Wänden ( Wl, W2) zur Bestimmung der Form des Hohlraumes vorgesehen ist und dass Mittel zur Erzeugung eines magnetischen Feldes vorhanden sind, dassich zu einer der Wände (Wl, W2) hin erstreckt , welche als ein Nord- oder ein Südpol dient, gleichzeitig von den anderen Wänden aus, die als Süd- bzw» Nordpole dienen.

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6. Permanentmagnet mit einer vielflächigen Form, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fläche (2·; 2a) des vielflächigen Körpers (Ij 4) als ein Nord- oder ein Südpol polarisiert ist, während die anderen Flächen(3;5, 5a, 5b, 5c,5d) als Süd- bzw. Nord-Pole polarisiert sind.
7. Permanentmagnet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (Ij 4) des Magneten eine sechsflächige Form hat und eine der Seitenwände (2; 2a) als Nord-Pol polarisert ist, wobei die fünf anderen Seitenwände (3;5, 5a, 5b, 5c, 5d) mit Südpol-Polarität magnetisiert sind.
8. Permanentmagnet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1;4) des Magneten sechsflächige Form hat und eine der Seitenflächen (2; 2a) als Süd- Pol polarisiert ist, während die fünf anderen Seitenflächen (3;5 , 5a, 5b, 5c, 5d) mit Nordpol-Polarität magnetisiert sind.

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